KR102217741B1 - 패턴 복제 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

패턴 복제 인쇄장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치는, 기재에 패턴(pattern)을 복제 또는 인쇄하는 인쇄작업이 진행되는 장소를 형성하는 워킹 스테이지(Working Stage); 및 필름(film)을 매개로 회전하면서 인쇄작업을 진행하는 인쇄롤(Imprint Roll)과, 인쇄롤에 이웃하게 배치되되 인쇄작업 시 업/다운(up/down) 구동하면서 필름이 기재의 표면에 배치되게 하는 업/다운 구동 앵글롤이 한 몸체로 연결되며, 인쇄작업 시 인쇄롤 및 업/다운 구동 앵글롤과 함께 이동하는 롤 이동체를 포함한다.

Description

패턴 복제 인쇄장치{Imprinting apparatus for wafer}

본 발명은, 패턴 복제 인쇄장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 원형의 웨이퍼(Wafer)를 비롯한 다양한 형태의 기재에 대하여 패턴 복제 또는 인쇄공정을 쉽고 효율적으로 진행할 수 있음은 물론 인쇄 품질향상에 이바지할 수 있는 패턴 복제 인쇄장치에 관한 것이다.

최근, 디스플레이나 반도체 산업을 중심으로 저가의 제품을 구현하기 위해 기존 리소그래피(lithography) 공정을 기반으로 하는 기술을 대체할 수 있는 패턴 복제기술, 즉 임프린트(imprint) 인쇄법이 이슈가 되고 있다.

임프린트 인쇄법은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 디스플레이나 반도체 등의 제품 제조에 사용되는 가압성형에 의한 패턴 형성기법이다.

이러한 임프린트 인쇄법을 이용할 경우, 전자 회로, 센서, 태양 전지(solar cell), 플렉서블 디스플레이(flexible display), RFID 등의 다양한 전자 소자들을 쉽게 제작할 수 있다.

그뿐만 아니라 임프린트 인쇄법은 기존의 리소그래피 공정과 비교하여 공정을 간소화시킬 수 있으며, 제품 제조 시간 및 생산 원가를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 낮은 제조 비용으로도 제품을 대량 생산할 수 있다.

도 1을 참조하여 웨이퍼에 대한 임프린트 공정을 설명한다.

우선, 마스터 웨이퍼(Master Wafer)를 투입한 후(a), 레진을 도포한다(b, Stamp Resin Dispensing). 이어, UV 큐어(Cure)를 진행하면서 임프레스(Impress) 공정을 진행한 다음(c), 디몰딩(Demolding)하면 스탬프(Stamp)가 완료된다(d).

그런 다음, 작업 대상의 웨이퍼(Substrate Wafer)를 투입하여 레진을 도포한다(e). 이어, UV 큐어(Cure)를 진행하면서 임프레스(Impress) 공정을 진행한 다음(f), 디몰딩(Demolding)함으로써 임프린트(Imprint)가 완료될 수 있다(g).

이러한 방식의 임프린트 공정은 여러 타입이 존재하며, 그중의 하나인 롤(roll)을 사용하는 패턴 복제 인쇄장치는 롤투롤(roll to roll) 방식의 연속공정으로 진행되는 장점이 있으나 유연한 기판에만 대응이 가능하다. 즉 유리 기판처럼 견고한(Rigid) 기판에 대한 패턴 복제 인쇄장치는 플레이트 단위의 스탑-앤드-고(Stop-and-Go) 방식으로 간헐적 공정으로 진행되어야 하므로 기존의 롤투롤 형식의 장비로는 대응이 불가능한 것으로 알려져 있다.

한편, 인쇄패턴이 점차 미세화되면서 전술한 도 1처럼 인쇄용 스탬프(Stamp)를 복제하여 인쇄에 사용하려고 하고 있으나, 기존의 필름 루프(Film Loop)를 그대로 사용하는 경우에는 복제된 스탬프를 웨이퍼(Substrate Wafer)와 다시 정렬해야 할뿐더러 공정 진행 시 필름 길이가 변하게 되고 이에 따른 순간적 장력 변화 문제도 적절히 대응해야 하는 문제가 야기되고 있다는 점을 두루 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 패턴 복제 인쇄장치에 대한 필요성이 대두된다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2010-0128624호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 원형의 웨이퍼(Wafer)를 비롯한 다양한 형태의 기재에 대하여 패턴 복제 또는 인쇄공정을 쉽고 효율적으로 진행할 수 있음은 물론 인쇄 품질향상에 이바지할 수 있는 패턴 복제 인쇄장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기재에 패턴(pattern)을 복제 또는 인쇄하는 인쇄작업이 진행되는 장소를 형성하는 워킹 스테이지(Working Stage); 및 필름(film)을 매개로 회전하면서 상기 인쇄작업을 진행하는 인쇄롤(Imprint Roll)과, 상기 인쇄롤에 이웃하게 배치되되 상기 인쇄작업 시 업/다운(up/down) 구동하면서 상기 필름이 상기 기재의 표면에 배치되게 하는 업/다운 구동 앵글롤이 한 몸체로 연결되며, 상기 인쇄작업 시 상기 인쇄롤 및 상기 업/다운 구동 앵글롤과 함께 이동하는 롤 이동체를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치가 제공될 수 있다.

상기 롤 이동체는, 상기 인쇄롤 및 상기 업/다운 구동 앵글롤을 일체로 지지하며, 상기 인쇄롤 및 상기 업/다운 구동 앵글롤과 함께 이동하는 이동 프레임을 더 포함할 수 있다.

상기 롤 이동체는, 동력 없이 회전하되 상기 이동 프레임의 일측에 연결되고 상기 이동 프레임과 함께 이동하면서 상기 필름을 가이드하는 무동력 가이드롤을 더 포함할 수 있다.

상기 롤 이동체는, 상기 이동 프레임의 일측에 연결되며, 상기 이동 프레임 상에 배치되는 필름에 장력을 제공하는 피봇롤을 더 포함할 수 있다.

상기 롤 이동체의 주변에서 상기 필름과 연결되며, 상기 롤 이동체의 이동에 따른 인쇄작업 시 상기 롤 이동체와 상호작용하면서 상기 필름에 장력을 부여하는 제1 댄서롤을 더 포함할 수 있다.

상기 필름의 라인 중 일측에 배치되며, 상기 필름이 이동하기 위한 동력을 제공하는 필름 구동 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 롤 이동체를 사이에 두고 상기 필름 구동 유닛의 반대편에 배치되며, 상기 인쇄작업 시 상기 필름 구동 유닛과 함께 동작하면서 상기 필름의 피딩(feeding)을 저지시키는 필름 픽싱 유닛(film fixing unit)을 더 포함할 수 있다.

상기 롤 이동체의 양측에서 필름의 피딩이 정지된 상태에서 상기 인쇄작업이 진행될 수 있도록 상기 롤 이동체, 상기 필름 구동 유닛 및 상기 필름 픽싱 유닛의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 필름의 일측 단부에 마련되되 상기 인쇄작업을 위하여 상기 필름을 공급하는 필름 공급 유닛; 및 상기 필름의 타측 단부에 마련되되 상기 인쇄작업이 완료된 필름을 회수하는 필름 회수 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 필름 공급 유닛에 이웃하게 배치되며, 상기 인쇄작업을 위하여 상기 롤 이동체로 공급되는 필름을 가이드해서 보내는 공급측 필름 가이드; 및 상기 필름 회수 유닛에 이웃하게 배치되며, 상기 인쇄작업이 완료된 필름을 가이드해서 상기 필름 회수 유닛으로 보내는 회수측 필름 가이드를 더 포함할 수 있다.

상기 상기 필름 구동 유닛과 상기 회수측 필름 가이드를 연결하는 라인 상에 상기 필름에 대한 장력을 조절하는 제2 댄서롤이 배치될 수 있다.

상기 워킹 스테이지는 상기 기재에 대한 패턴 또는 인쇄 작업위치로 이동 가능한 이동식 워킹 스테이지일 수 있다.

상기 이동식 워킹 스테이지는 장치 테이블 상에서 리니어 모션에 의해 이동 가능하다.

상기 기재가 원형의 제1 웨이퍼(wafer)인 경우, 상기 제1 웨이퍼에 대한 인쇄작업을 위하여 상기 워킹 스테이지 상에 배치되어 상기 제1 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지그(Wafer Jig)를 더 포함할 수 있다.

상기 웨이퍼 지그는, 가로, 세로가 직선형으로 이루어지는 사각 지그 몸체부; 및 상기 제1 웨이퍼와 같은 사이즈로 형성되되 상기 사각 지그 몸체부 내에 형성되고 상기 제1 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 메인 로딩부를 포함할 수 있다.

상기 제1 웨이퍼보다 작은 직경을 갖는 제2 웨이퍼의 로딩을 위해 상기 제2 웨이퍼와 같은 사이즈로 형성되는 웨이퍼 서브 로딩부를 구비하며, 상기 웨이퍼 메인 로딩부에 선택적으로 배치되는 컨버터 지그(Converter Jig)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 원형의 웨이퍼(Wafer)를 비롯한 다양한 형태의 기재에 대하여 패턴 복제 또는 인쇄공정을 쉽고 효율적으로 진행할 수 있음은 물론 인쇄 품질향상에 이바지할 수 있다.

도 1은 통상의 웨이퍼 임프린트 공정에 대한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치의 구조도로서 인쇄작업을 도시한 도면들이다.
도 5 및 도 6은 인쇄작업 시 롤 이동체의 동작을 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치의 제어블록도이다.
도 8은 웨이퍼에 대한 인쇄작업을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 웨이퍼 지그의 적용 도면이다.
도 10은 도 9의 부분 분해 사시도이다.
도 11은 웨이퍼 지그와 컨버터 지그 간의 분해 사시도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치의 구조도로서 인쇄작업을 도시한 도면들이고, 도 5 및 도 6은 인쇄작업 시 롤 이동체의 동작을 도시한 도면들이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치의 제어블록도이고, 도 8은 웨이퍼에 대한 인쇄작업을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 웨이퍼 지그의 적용 도면이고, 도 10은 도 9의 부분 분해 사시도이며, 도 11은 웨이퍼 지그와 컨버터 지그 간의 분해 사시도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치에 의하면 원형의 웨이퍼(Wafer, W1,W2, 도 10 및 도 11 참조)를 비롯한 다양한 형태의 기재에 대하여 패턴 복제 또는 인쇄공정을 쉽고 효율적으로 진행할 수 있음은 물론 인쇄 품질향상에 이바지할 수 있다.

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치는 워킹 스테이지(120, Working Stage)와, 워킹 스테이지(120) 상의 기재에 대한 실질적인 인쇄작업을 진행하는 롤 이동체(130)를 포함할 수 있다.

워킹 스테이지(120)는 기재에 패턴(pattern)을 복제 또는 인쇄하는 인쇄작업이 진행되는 장소를 형성한다.

여기서, 기재는 유연한(flexible) 기재를 비롯하여 유리 기판처럼 견고한(Rigid) 기판을 모두 포함할 수 있다.

그뿐만 아니라 기재의 형태는 원형에서부터 사각형에 이르기까지 다양할 수 있다. 이하에서는 도 8 내지 도 11에 도시된 원형의 웨이퍼(W1,W2)를 기재라 하여 설명한다.

본 실시예에서 워킹 스테이지(120)는 기재에 대한 패턴 또는 인쇄 작업위치로 이동 가능한 이동식 워킹 스테이지(120)로 적용된다. 즉 도 2에서 도 3처럼 워킹 스테이지(120)가 패턴 복제 또는 인쇄 작업위치로 이동한 상태에서 인쇄작업이 진행된다. 이때, 이동식 워킹 스테이지(120)는 장치 테이블(110) 상에서 리니어 모션(111)에 의해 이동할 수 있다.

한편, 롤 이동체(130)는 필름(film)을 매개로 회전하면서 기재에 대한 인쇄작업을 진행하는 실질적인 장치다.

이러한 롤 이동체(130)는 필름을 매개로 회전하면서 인쇄작업을 진행하는 인쇄롤(132, Imprint Roll)과, 인쇄롤(132)에 이웃하게 배치되되 인쇄작업 시 업/다운(up/down) 구동하면서 필름이 기재의 표면에 배치되게 하는 업/다운 구동 앵글롤(133)을 포함한다.

인쇄롤(132) 및 업/다운 구동 앵글롤(133)은 이동 프레임(131)에 한 몸체로 연결된다. 즉 이동 프레임(131)에 의해 인쇄롤(132) 및 업/다운 구동 앵글롤(133)이 함께 이동하며, 기재에 대한 인쇄작업을 진행한다.

이러한 롤 이동체(130)는 무동력 가이드롤(134)과 피봇롤(135)을 더 포함한다. 무동력 가이드롤(134)은 동력 없이 회전하되 이동 프레임(131)의 일측에 연결되고 이동 프레임(131)과 함께 이동하면서 필름을 가이드하는 역할을 한다. 무동력 가이드롤(134)은 자유 회전 가능한 롤러이다.

피봇롤(135)은 이동 프레임(131)의 일측에 연결되며, 이동 프레임(131) 상에 배치되는 필름에 장력을 제공하는 역할을 한다. 즉 피봇롤(135)이 구동되면 점선처럼 필름을 눌러줌으로써 필름에 장력(텐션)을 가할 수 있다.

한편, 롤 이동체(130)의 인쇄롤(132)에 의한 인쇄작업이 진행되기 위해 롤 이동체(130)의 주변에는 제1 댄서롤(141)이 마련된다.

제1 댄서롤(141)은 롤 이동체(130)의 주변에서 필름과 연결되며, 롤 이동체(130)의 이동에 따른 인쇄작업 시 롤 이동체(130)와 상호작용하면서 필름에 장력을 부여하는 역할을 한다. 즉 롤 이동체(130)가 이동하면서 인쇄작업을 진행할 때, 제1 댄서롤(141)이 위, 아래로 움직임으로써 필름에 장력을 제공한다. 따라서, 고품질 인쇄가 가능해진다.

기재에 대한 인쇄작업 시 롤 이동체(130)의 양측에 위치하는 필름은 고정(fix)되어야 하고, 여러 번 인쇄가 완료되면 다시 새로운 필름이 인쇄위치로 공급되어야 한다. 다시 말해, 기재에 대한 인쇄작업을 진행할 때는 롤 이동체(130)의 양측에 위치하는 필름을 고정해야 하며, 인쇄작업이 완료되면 필름을 공정라인으로 공급해야 하는데, 이러한 작업을 위해 필름 구동 유닛(144) 및 필름 픽싱 유닛(145, film fixing unit), 그리고 컨트롤러(160)가 장치에 탑재된다.

필름 구동 유닛(144)은 필름의 라인 중 일측에 배치되며, 필름이 이동하기 위한 동력을 제공한다. 필름 구동 유닛(144)은 모터에 의한 동력으로 필름을 이동시킨다.

필름 픽싱 유닛(145)은 롤 이동체(130)를 사이에 두고 필름 구동 유닛(144)의 반대편에 배치되며, 인쇄작업 시 필름 구동 유닛(144)과 함께 동작하면서 필름의 피딩(feeding)을 저지시키는 역할을 한다.

컨트롤러(160)는 롤 이동체(130)의 양측에서 필름의 피딩이 정지된 상태에서 인쇄작업이 진행될 수 있도록 롤 이동체(130), 필름 구동 유닛(144) 및 필름 픽싱 유닛(145)의 동작을 컨트롤한다.

다시 말해, 앞서 기술한 것처럼 기재에 대한 인쇄작업을 진행할 때는 롤 이동체(130)의 양측에 위치하는 필름을 고정해야 하며, 인쇄작업이 완료되면 필름을 공정라인으로 공급해야 하는데, 이의 컨트롤을 위해 컨트롤러(160)가 마련된다.

이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(160)는 중앙처리장치(161, CPU), 메모리(162, MEMORY), 그리고 서포트 회로(163, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.

중앙처리장치(161)는 본 실시예에서 롤 이동체(130)의 양측에서 필름의 피딩이 정지된 상태에서 인쇄작업이 진행될 수 있도록 롤 이동체(130), 필름 구동 유닛(144) 및 필름 픽싱 유닛(145)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.

메모리(162, MEMORY)는 중앙처리장치(161)와 연결된다. 메모리(162)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.

서포트 회로(163, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(161)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(163)은 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서 컨트롤러(160)는 롤 이동체(130)의 양측에서 필름의 피딩이 정지된 상태에서 인쇄작업이 진행될 수 있도록 롤 이동체(130), 필름 구동 유닛(144) 및 필름 픽싱 유닛(145)의 동작을 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(162)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(162)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.

한편, 전술한 구성들 외에 본 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치에는 필름 공급 유닛(151)과 필름 회수 유닛(152)이 더 갖춰진다.

필름 공급 유닛(151)은 필름의 일측 단부에 마련되되 인쇄작업을 위하여 상기 필름을 공급하는 역할을 하고, 필름 회수 유닛(152)은 필름의 타측 단부에 마련되되 인쇄작업이 완료된 필름을 회수하는 역할을 한다. 필름 공급 유닛(151)의 일측에는 필름의 공급량을 감지하는 공급량 감지기(147)가 마련된다.

이때, 공급하는 필름이 라인 상에서 삐뚤어지거나 회수하는 필름이 비뚤어지면 곤란하다. 이를 방지하기 위해, 공급측 필름 가이드(153)와 회수측 필름 가이드(154)가 마련된다.

공급측 필름 가이드(153)는 필름 공급 유닛(151)에 이웃하게 배치되며, 인쇄작업을 위하여 롤 이동체(130)로 공급되는 필름을 가이드해서 보내는 역할을 하고, 회수측 필름 가이드(154)는 필름 회수 유닛(152)에 이웃하게 배치되며, 인쇄작업이 완료된 필름을 가이드해서 필름 회수 유닛(152)으로 보내는 역할을 한다.

그리고, 본 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치에는 필름 구동 유닛(144)과 회수측 필름 가이드(154)를 연결하는 라인 상에 필름에 대한 장력을 조절하는 제2 댄서롤(142)이 배치된다. 제2 댄서롤(142)이 반드시 적용되어야 하는 것은 아니지만, 제2 댄서롤(142)이 적용됨으로써 제1 댄서롤(141) 외측의 필름 라인에 대한 장력을 조절하는 데 유리하다.

패턴 복제 인쇄장치에는 복수의 아이들롤(146)이 배치된다. 복수의 아이들롤(146)은 필름이 공급되고 회수되는 라인 상의 군데군데에 배치되며, 해당 위치에서 무동력 회전하면서 필름을 지지한다.

한편, 본 실시예와 같이 롤(roll), 즉 인쇄롤(132)을 사용하는 패턴 복제 인쇄 시 인쇄롤(132)의 자중을 이용한 가압방식이 가압 균일도에 유리한 방식으로 보고되고 있다.

다만, 인쇄롤(132)의 자중을 이용한 가압방식을 적용할 경우, 예컨대, 사각형처럼 가로/세로 길이가 일정한 유리 기판과 같은 기재에 대해서는 전술한 방식의 기술적용이 어렵지 않지만, 이러한 기술을 도 8처럼 통상의 원형 웨이퍼(Wafer), 즉 일반적인 사이즈의 제1 웨이퍼(W1)에 적용하면 롤, 인쇄롤(132)이 제1 웨이퍼(W1)를 지나면서 인쇄작업을 진행할 때, 제1 웨이퍼(W1)에 대한 인쇄롤(132)의 접촉 길이(L1~L4, 도 8 참조) 변화에 따른 압력변화가 생겨 적용이 쉽지 않다.

이를 해결하기 위해 본 실시예에 따른 패턴 복제 인쇄장치에 웨이퍼 지그(170, Wafer Jig)가 적용될 수 있다.

웨이퍼 지그(170)는 기재가 원형의 제1 웨이퍼(W1)인 경우, 제1 웨이퍼(W1)에 대한 인쇄작업을 위하여 워킹 스테이지(120) 상에 배치되어 제1 웨이퍼(W1)를 지지하는 역할을 한다.

이러한 웨이퍼 지그(170)는 가로, 세로가 직선형으로 이루어지는 사각 지그 몸체부(171)와, 제1 웨이퍼(W1)와 같은 사이즈로 형성되되 사각 지그 몸체부(171) 내에 형성되고 제1 웨이퍼(W1)가 로딩되는 웨이퍼 메인 로딩부(172)를 포함한다.

쉽게 표현해서, 웨이퍼 지그(170)에 뚫린 구멍인 웨이퍼 메인 로딩부(172)에 제1 웨이퍼(W1)를 넣어 로딩시킨 후, 인쇄롤(132)을 이동시키면서 인쇄작업을 진행할 경우, 도 8과 달리 제1 웨이퍼(W1)에 대한 인쇄롤(132)의 접촉 길이(L, 도 9 참조) 변화가 없어 압력변화가 전혀 생기지 않는다. 따라서, 원형의 제1 웨이퍼(W1)가 적용되었음에도 불구하고, 품질 좋은 인쇄패턴을 구현할 수 있다.

만약, 제1 웨이퍼(W1)보다 작은 직경을 갖는 제2 웨이퍼(W2)를 로딩해야 할 경우라면 컨버터 지그(173, Converter Jig)를 사용하면 된다.

컨버터 지그(173)에 제2 웨이퍼(W2)와 같은 사이즈로 형성되는 웨이퍼 서브 로딩부(174)가 형성되어 있으므로 이러한 컨버터 지그(173)를 웨이퍼 지그(170)의 웨이퍼 메인 로딩부(172)에 넣고, 컨버터 지그(173)의 웨이퍼 서브 로딩부(174)에 제2 웨이퍼(W2)를 로딩시켜 인쇄작업을 진행하면 된다.

그러면, 이 역시, 제2 웨이퍼(W2)에 대한 인쇄롤(132)의 접촉 길이 변화가 없어 압력변화가 전혀 생기지 않으며, 이로 인해 우수한 인쇄품질을 구현할 수 있다.

이하, 본 실시예의 패턴 복제 인쇄장치에 대한 인쇄작업에 대해 설명한다.

우선, 웨이퍼 지그(170) 또는 컨버터 지그(173)를 사용해서 제1 웨이퍼(W1) 또는 제2 웨이퍼(W2)를 로딩한다.

다음, 워킹 스테이지(120)가 도 2에서 도 3처럼 인쇄 작업위치로 이동한다. 이어, 컨트롤러(160)의 작용으로 롤 이동체(130)의 양측에 위치하는 필름이 고정된다. 즉 컨트롤러(160)가 필름 구동 유닛(144) 및 필름 픽싱 유닛(145)을 동작시켜 롤 이동체(130)의 양측에 위치하는 필름을 고정시킨다.

다음, 롤 이동체(130)가 도 3(도 5)에서 도 4(도 6)처럼 이동하면서 제1 웨이퍼(W1) 또는 제2 웨이퍼(W2)에 대한 인쇄작업이 진행된다. 즉 인쇄롤(132)이 필름 위를 구르면서 기재를 가압하는 방식으로 인쇄작업이 진행된다. 이때, 업/다운 구동 앵글롤(133)이 업/다운 동작하는 한편 무동력 가이드롤(134)이 필름을 가이드하기 때문에 필름은 흐트러지지 않고 수평 상태로 고르게 기재 위를 이동할 수 있게 되고, 이로 인해 기재에 대한 인쇄작업이 효과적으로 진행될 수 있다.

인쇄작업이 완료되면, 모든 장비가 원위치로 복귀되고 다시 새로운 웨이퍼가 투입된다.

이상 설명한 바와 같은 구조로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 원형의 웨이퍼(Wafer, W1,W2, 도 10 및 도 11 참조)를 비롯한 다양한 형태의 기재에 대하여 패턴 복제 또는 인쇄공정을 쉽고 효율적으로 진행할 수 있음은 물론 인쇄 품질향상에 이바지할 수 있게 된다.

이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

110 : 장치 테이블 111 : 리니어 모션
120 : 워킹 스테이지 130 : 롤 이동체
131 : 이동 프레임 132 : 인쇄롤
133 : 업/다운 구동 앵글롤 134 : 무동력 가이드롤
135 : 피봇롤 141 : 제1 댄서롤
142 : 제2 댄서롤 144 : 필름 구동 유닛
145 : 필름 픽싱 유닛 146 : 아이들롤
151 : 필름 공급 유닛 152 : 필름 회수 유닛
153 : 공급측 필름 가이드 154 : 회수측 필름 가이드
160 : 컨트롤러 170 : 웨이퍼 지그
171 : 사각 지그 몸체부 172 : 웨이퍼 메인 로딩부
173 : 컨버터 지그 174 : 웨이퍼 서브 로딩부

Claims (16)

1. 기재에 패턴(pattern)을 복제 또는 인쇄하는 인쇄작업이 진행되는 장소를 형성하는 워킹 스테이지(Working Stage);
   필름(film)을 매개로 회전하면서 상기 인쇄작업을 진행하는 인쇄롤(Imprint Roll)과, 상기 인쇄롤에 이웃하게 배치되되 상기 인쇄작업 시 업/다운(up/down) 구동하면서 상기 필름이 상기 기재의 표면에 배치되게 하는 업/다운 구동 앵글롤이 한 몸체로 연결되며, 상기 인쇄작업 시 상기 인쇄롤 및 상기 업/다운 구동 앵글롤과 함께 이동하는 롤 이동체;
   상기 기재가 원형의 제1 웨이퍼(wafer)인 경우에 상기 제1 웨이퍼에 대한 인쇄작업을 위하여 상기 워킹 스테이지 상에 배치되어 상기 제1 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지그(Wafer Jig); 및
   상기 웨이퍼 지그에 선택적으로 배치되는 컨버터 지그(Converter Jig)를 포함하며,
   상기 웨이퍼 지그는 가로, 세로가 직선형으로 이루어지는 사각 지그 몸체부와, 상기 제1 웨이퍼와 같은 사이즈로 형성되되 상기 사각 지그 몸체부 내에 형성되고 상기 제1 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 메인 로딩부를 포함하며,
   상기 컨버터 지그는 상기 제1 웨이퍼보다 작은 직경을 갖는 제2 웨이퍼의 로딩을 위해 상기 제2 웨이퍼와 같은 사이즈로 형성되는 웨이퍼 서브 로딩부를 구비하고 상기 웨이퍼 메인 로딩부에 선택적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 롤 이동체는,
   상기 인쇄롤 및 상기 업/다운 구동 앵글롤을 일체로 지지하며, 상기 인쇄롤 및 상기 업/다운 구동 앵글롤과 함께 이동하는 이동 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 롤 이동체는,
   동력 없이 회전하되 상기 이동 프레임의 일측에 연결되고 상기 이동 프레임과 함께 이동하면서 상기 필름을 가이드하는 무동력 가이드롤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 롤 이동체는,
   상기 이동 프레임의 일측에 연결되며, 상기 이동 프레임 상에 배치되는 필름에 장력을 제공하는 피봇롤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 롤 이동체의 주변에서 상기 필름과 연결되며, 상기 롤 이동체의 이동에 따른 인쇄작업 시 상기 롤 이동체와 상호작용하면서 상기 필름에 장력을 부여하는 제1 댄서롤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 필름의 라인 중 일측에 배치되며, 상기 필름이 이동하기 위한 동력을 제공하는 필름 구동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 롤 이동체를 사이에 두고 상기 필름 구동 유닛의 반대편에 배치되며, 상기 인쇄작업 시 상기 필름 구동 유닛과 함께 동작하면서 상기 필름의 피딩(feeding)을 저지시키는 필름 픽싱 유닛(film fixing unit)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 롤 이동체의 양측에서 필름의 피딩이 정지된 상태에서 상기 인쇄작업이 진행될 수 있도록 상기 롤 이동체, 상기 필름 구동 유닛 및 상기 필름 픽싱 유닛의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 필름의 일측 단부에 마련되되 상기 인쇄작업을 위하여 상기 필름을 공급하는 필름 공급 유닛; 및
   상기 필름의 타측 단부에 마련되되 상기 인쇄작업이 완료된 필름을 회수하는 필름 회수 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 필름 공급 유닛에 이웃하게 배치되며, 상기 인쇄작업을 위하여 상기 롤 이동체로 공급되는 필름을 가이드해서 보내는 공급측 필름 가이드; 및
    상기 필름 회수 유닛에 이웃하게 배치되며, 상기 인쇄작업이 완료된 필름을 가이드해서 상기 필름 회수 유닛으로 보내는 회수측 필름 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 필름 구동 유닛과 상기 회수측 필름 가이드를 연결하는 라인 상에 상기 필름에 대한 장력을 조절하는 제2 댄서롤이 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 워킹 스테이지는 상기 기재에 대한 패턴 또는 인쇄 작업위치로 이동 가능한 이동식 워킹 스테이지인 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 이동식 워킹 스테이지는 장치 테이블 상에서 리니어 모션에 의해 이동 가능한 것을 특징으로 하는 패턴 복제 인쇄장치.
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